ahí donde se producen las moléculas que almacenan la energía ATP,” explica Pakrasi. En efecto, el objetivo es convertir todas las plantas, no sólo las leguminosas, en plantas fijadoras de nitrógeno.
Retos en la investigación El mayor obstáculo para rediseñar
el proceso de fijación de nitrógeno es que la fotosíntesis y la fijación de nitrógeno son procesos incompatibles. La fotosíntesis produce oxígeno como producto secundario, pero el oxígeno es tóxico para la nitrogenasa (la enzima que se necesita para fijar el nitrógeno). Por esa razón, la mayoría de los organismos que fijan nitrógeno trabajan en un ambiente anaeróbico (sin oxígeno). Sin embargo, las cianobacterias
que realizan la fotosíntesis y fijan el nitrógeno separan ambas actividades ya sea en el tiempo o en el espacio. “Cyanothece 51142” tiene un reloj biológico que le permite foto sintetizar durante el día y fijar nitrógeno durante la noche. En el día, las células foto sintetizan tan rápido como pueden, almacenando en gránulos las moléculas de carbono
Pakrasi piensa que tiene que ser posible diseñar un sistema que fije mejor el nitrógeno. Su idea es colocar el aparato de fijación del nitrógeno en células vegetales; las mismas celdas que contienen el aparato con el que capturan la energía de la luz solar.
que producen. Después, durante la noche, queman las moléculas de carbono tan rápido como pueden. Este proceso consume todo el oxígeno de las célula, creando las condiciones anaeróbicas que se necesitan para fijar nitrógeno. Por lo tanto, el ambiente dentro
de la célula oscila diariamente entre las condiciones aeróbicas requeridas para capturar la energía de la luz solar y las condiciones anaeróbicas requeridas para fijar nitrógeno. Los científicos esperan que este
grupo de genes pueda ser transferido a otra cepa de cianobacterias en una sola megatransferencia. La hospedera que han seleccionado, “Synechocystis 6803,” es la cepa de cianobacterias
mejor estudiada. No sólo se ha secuenciado su genoma, sino que es transformable de manera natural y puede integrar ADN extraño a su genoma intercambiándolo con hebras similares de ADN nativo. Los científicos necesitarán ingeniárselas para conectar el grupo de genes fijadores de nitrógeno trasplantados con el reloj biológico de Synechocystis. “Como todas las cianobacterias,” comenta Pakrasi, Synechocystis tiene un ritmo diurno y todavía no sabemos cómo irrumpir dentro de ese ritmo.” ◆
Fuente: Nota de Prensa “Creating plants that make their own fertilizer,” por Diana Lutz, publicado por WU, agosto 2013.
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